• 한국지리정보학회지
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• 제18권2호
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• pp.92-104
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• 2015

본 연구는 기후변화로 인한 영향을 분석하기 위해 시간 흐름에 따른 변수들의 상호작용 및 동태적 변화를 모델링할 수 있는 SD와 공간적 변이를 나타내고 분석할 수 있는 GIS를 통합하여 시공간 통합모델을 구축하였다. 구축된 모델을 이용하여 부산광역시의 해안가에 위치한 A구에 대하여 IPCC의 해수면 상승 시나리오(Case 1) 및 최악의 경우인 태풍 해일고를 고려한(Case 2) 침수영향을 시뮬레이션 하였고, 이를 통해 2100년까지 시간 단위별로 침수에 의한 피해 면적과 인구를 예상하였다. 또한 해수면 상승의 대응 방안으로 방어, 순응, 후퇴 대안의 시나리오를 설정하여 모델을 개선함으로써 각각의 대안으로 인한 결과와 그 의의를 살펴보았다. 두 가지 방법론의 결합으로 구축된 모델은 설정시점별 변수들의 변화 과정을 정량적으로 산출하여 공간적 변이뿐만 아니라 과정까지 분석 가능한 시너지 효과를 확인할 수 있었다. 결과뿐만 아니라 과정까지 분석 가능한 시공간 통합모델은 도시의 방재력 향상을 위한 정책결정과정에 도움이 될 것으로 사료된다.

• 한국해안·해양공학회논문집
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• 제31권5호
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• pp.253-264
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• 2019

태풍으로 인한 폭풍해일은 주로 여름철에 발생하는데, steric 효과 특성으로 하계에는 연평균 해수면보다 높은 해면이 나타나 이들의 복합적 효과를 고려한 해안 저지대의 월파범람 해석이 필요하다. 본 연구에서는 이와 같이 하계에 발생하는 태풍해일 및 월파범람 취약성 해석을 위해 서남해안에 위치한 인천, 군산, 목포, 서귀포에서 관측된 1시간 간격의 기압과 조석 자료를 분석하였다. 여름철 평균 해수면 상승은 연평균 해수면 상승보다 서해안에서 약 20 cm, 남해안에서 15~20 cm 높게 나타난다. 해수면 상승 변화는 계절적 해면기압 변화와 밀접하게 연관되어 있는데, 1.58~1.73 cm/hPa의 범위에 있다. 이들의 상호 기작에서 한 달 또는 그 이상의 위상차가 발생한다. 해수면 상승 이외에 18.6년 장주기 조석 성분의 변화에 의해 2090년에 $M_2$ 분조의 진폭이 서남해안에서 최대값을 갖는 것으로 나타난다. 따라서 지구 온난화 및 해수면 상승과 관련된 목표 연도를 2090년에 맞춰서 분석할 필요성이 있다. 해수면 변화에 영향을 주는 연평균 해수면 상승, 하계 해수면 상승, 그리고 nodal factor 변동에 의한 복합적 효과와 100년 빈도 해일고를 고려한 월파 침수 범람을 모의한 결과 부산 수영만 일대 대부분이 월파에 의한 침수 범람이 발생하는 것으로 나타난다. 아울러 마린시티에서 최근 발생한 태풍 차바에 의한 월파량 보다 2090년에 2배 이상 증가되는 것으로 나타나기 때문에 월파범람 위험성에 대한 대비책을 마련할 수 있는 적절한 연안 설계가 필요하다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2004년도 학술발표회
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• pp.1459-1463
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• 2004

최근 빈번하게 발생하는 기상이변현상의 하나로 발생한 제14호 태풍 "매미"는 한반도 남부지방을 통과하면서 강풍과 해일을 동반하여 해안에서는 해일이 발생하여 평균해수면의 상승과 파의 쳐올림(run up)에 의한 월파량(wave overtopping volume)으로 예상치 못한 침수피해가 속출하였다. 태풍으로 인한 주된 피해로써 특히, 침수피해는 이상고조로 인해 평균수위 상승이 만조와 겹침으로써 기존의 호안, 제방 등의 천단고를 넘어서 파의 쳐올림에 의한 월파량으로 호안 배후지의 침수피해가 발생하게 된다. 이러한 월파현상에서 월파량이 축척되면서 배후지에 축척된 수량에 의해 침수피해가 발생되는 근본적인 원인은 파의 쳐올림의 높이에 비해 호안의 제방 높이가 상대적으로 낮다는 데 있다. 우리나라 매립지의 지반고는 과거에 설계 시공한 인근 매립지의 지반고와 동일한 높이로 하고 있는 데 이러한 개념은 인근 지대와 동일조건을 부여하여 배후지에서 발생할 수 있는 여러 가지 문제점을 해결할 수 있는 장점이 많지만, 이건 설계방범은 해안공학적인 측면이 강조되어 설계되었다기보다 사회 경제적 측면을 강조하여 설계되어 왔기 때문에 이번과 같은 태풍에 대한 방재대책이 될 수 없었던 것이다. 따라서 원만한 방재대책이 수립되기 위해서는 과거의 설계방법을 탈피하여 현지조건을 정확하게 조사한 후 이를 근거로 하는 설계가 요구된다. 본 연구는 해안공학적 측면에 중점을 두고 수행하였다. 첫째로, 태풍 제14호 "매미"의 현황을 파악하여 조석현황과 이상고조, 파고추정의 범위를 결정한다. 또, 부산지방의 피해현장을 조사하여 피해의 유사성을 밝힌다. 둘째로, 송도 매립지 호안 전면에서의 월파현상과 월파량을 검토한다. 셋째로, 대체블록에 대해 간략 계산을 통해 유동성을 검토하였다. 이와 같은 연구과정을 통해 태풍이 내습했을 때 호안 배후지내의 월파량 철상을 2차원 수리모형실험을 통해 재현시켜 검토하고, 월파량을 평가기준으로 축척모형을 해안수리학적인 측면에서 검증하였다. 본 2차원 수리모형실험에서 재현시킨 월파량이 현실적으로 어느 정도의 월파량이 되는지는 계산에 의한 방법으로만 추정할 수 있으며, 여기서는 2차원 수리모형실험을 실시했던 자료를 이용하여 현재까지 알려진 방법으로 몇 가지 경우 즉, 현실적으로 일어날 가능성이 있는 최악의 경우에 대해 계산한 겉과, 동일조건에서 축척이 적을수록 추정 월파량이 많음을 알 수 있었다. 이것은 태풍이 내습하여 현실적으로 발생했던 월파량이 더욱 많았음을 유추할 수 있다. 또한, 태풍과 같은 자연재해, 특히 월파량에 대해 취약한 구조를 가진 호안의 경우 여러 가지 대안 중 인공쇄파대(artifical reef)와 같은 완충지대를 갖는 호안을 축조함으로써 월파량을 감소시키는 대안으로 제시하고자 한다. 본 연구 수행을 통해 태풍 내습시 발생 가능한 자연재해에 대한 사전 방지를 목적으로 태풍피해의 원인을 제시하고 이를 해결하여 현재의 방재대책이 항구적인 방재대책으로 전환될 수 있는 방안 마련의 기초 자료로 활용되기를 기대한다.

• 한국해안·해양공학회논문집
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• 제21권3호
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• pp.254-265
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• 2009

해양 및 해안의 구조물 설계 시 극치해면 연구가 필수적이다. 본 논문에서는 한반도 주변의 무역항과 연안항 총 52개 항에서 수치모의 된 폭풍해일 자료를 연최대치 시계열 방법, 부분 시계열 방법, 경험모의기법을 이용하여 빈도분석을 수행한 후 비교하였다. 연최대치 시계열 방법과 부분 시계열 방법에서 매개변수 추정을 위해 최우도법을 사용하였다. 분포는 Generalized Pareto 분포를 사용하였고 적합성은 5% 유의수준으로 $\chi^2$ 및 K-S 검정을 수행하였다. 또한, 경험모의기법에 조석을 추가하여 극치해면을 산정하였으며 정 등(2008)이 제시한 극치 해면과 비슷한 값을 나타내었다.

• 한국해양공학회지
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• 제20권3호
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• pp.37-44
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• 2006

Each year, the coast of Busan is badly damaged, due to storm surge. The damages are greatly dependent upon the local peculiarities of the region in which the storm surge occurs. So, in order to prevent/reduce recurrence of the disaster due to the storm surge, it is very important to investigate the fluctuation characteristics of the storm surge height, related to the local peculiarities at each coastal area in which the occurrence of the disaster is expected. In this paper, using the numerical model, the storm surge was simulated to examine its fluctuation characteristics at the coast of Busan Typhoons of Sarah (5914), Thelma (8705) and Maemi (0314), which caused terrible damage to the coastal areas alongthe coast of Busan in the past, were taken as an object of the storm surge simulations. Moreover, the storm surge due to virtual typhoons, which were combined with the characteristics of each proposed typhoon (Maemi, Sarah, Thelma), compared to the travel routes of other typhoons, was predicted. As expected, the results revealed that the storm surge heights are enhanced at the coastal region with the concavity like a long-shaped bay. Also, the storm surge heights, due to each typhoon, were compared and discussed at major points along the coast of Busan, related to the local peculiarities, as well as the characteristics and the travel route of the typhoon.

• 한국해양공학회지
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• 제20권3호
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• pp.45-53
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• 2006

Each year, the south coast of Korea is badly damaged from storm surge. The damages are greatly dependent upon the local peculiarities of the region where the storm surge occurs. So, in order to prevent/reduce recurrence of the disaster, it is very important to investigate the fluctuation characteristics of the storm surge height, related to the local peculiarities at each coastal area where occurrence of the disaster is expected. In this paper, using the numerical model, the storm surge was simulated to examine its fluctuation characteristics at the Gyeongnam coast (southeast coast of Korea). Typhoons of Sarah (5914), Thelma (8705) and Maemi (0314), which caused terrible damage to the coastal area in the southeast coast of Korea in the past, were used forstorm surge simulations. Moreover, the storm surge due to virtual typhoons, which were combined the characteristics of each proposed typhoons (Maemi, Sarah, Thelma)with the travel route of other typhoon, was predicted. As expected, the results revealed that the storm surge heights are enhanced at the coastal regions with the concavity like a long-shaped bay. Also, the storm surge heights, due to each typhoon, were compared and discussed at major points along the Gyeongnam coast, related to the local peculiarities, as well as the characteristics and the travel route of typhoon.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2019년도 학술발표회
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• pp.289-289
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• 2019

연안지역의 침수예상도 작성은 풍수해저감종합계획 수립 시 진행되었으며. 풍수해저감종합계획을 통해 상습적으로 침수가 발생하는 구역에 대한 조사 결과 및 침수피해 이력 등을 알 수 있다. 본 연구에서는 침수 발생 원인을 하천, 강 등의 범람에 의한 외수침수, 유역 내 관로의 문제에 의해 발생하는 내수침수, 조위 상승, 해수의 역류 등에 의한 해수침수로 구분하였다. 대상 지역인 여수시 여수시청 인근 지역은 남해와 인접하고 있어 조위에 의한 영향을 받기 때문에, 유역 내 관로와 함께 해수 내수 복합원인에 의한 침수피해가 발생한다. 침수가 발생했을 때의 피해 발생 범위를 가시적으로 나타내기 위해 침수예상도를 작성하며, 이는 XP-SWMM을 통해 작성할 수 있다. XP-SWMM에 입력하는 자료는 강우재현기간에 따른 조위(해일고), 강우지속기간에 따른 강우분포 자료 등을 입력한다. 강우자료는 실강우 자료를 사용하는 경우 많은 시나리오를 반영하는데 한계가 있기 때문에 Huff 3분위 분포시킨 자료를 사용하였다. 또한, 침수가 발생하는 지역의 강우지속시간 및 강우량에 의한 침수위를 산정하여 재해상황 대응 기준표를 작성하였다. 본 연구에서는 강우재현기간 100년에 따른 재해상황 대응 기준표 작성과 강우재현기간 10년-강우지속기간 60분-50mm, 110mm을 기준으로 침수예상도를 작성하였다. 본 연구를 통해 여수시청 인근(학동지구 및 도원지구)에 대한 침수예상도를 얻어낼 수 있으며, 침수예상도를 응용한 기대효과가 있을 것으로 판단된다. 침수예상도를 통해 침수 발생 범위를 예측하여 이를 고려한 침수 시 대피경로 작성, 침수 피해를 저감하기 위한 구조적 대책 수립 방안마련 등에 응용이 가능하며, 여수지역을 제외한 연안도시 지역에도 적용하여 연안도시 침수특성분석 연구에 기여할 수 있을 것이다. 본 연구에서는 침수모의 조건을 한정하여 1개의 시나리오만을 고려했지만, 강우재현기간 및 강우지속시간 등을 보정하여 다양한 시나리오에 대한 분석이 가능하므로, 연안도시 재해 발생 시 대응 및 기준표 작성에 실질적인 기여가 가능할 것으로 판단된다.

• 해양환경안전학회지
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• 제26권7호
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• pp.881-891
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• 2020

최근 연안지역의 대규모 개발로 인해 고파랑 내습과 강한 태풍으로 발생된 월파는 연안지역의 많은 인명 및 재산피해를 발생시켰으나 연안지역의 특성을 고려한 침수·범람 연구는 미비한 실정이다. 본 연구는 ADCSWAN(ADCIRC+SWAN) 모델과 FLOW-3D 모델을 적용하여 해일 및 파랑의 복합요소에 대한 침수범람을 재현하기 위한 방법론에 대한 연구이다. 본 연구에서는 ADCSWAN(ADCIRC+SWAN) 모델을 이용하여 FLOW-3D 모델의 경계자료(해수위, 파랑)를 추출하고, FLOW-3D 모델 입력값으로 적용하여 태풍 차바 통과시 부산 마린시티를 대상으로 해일과 월파에 의한 침수범람을 재현하였다. 또한 기존 월파량 경험식과 FLOW-3D 모델로 계산된 월파량을 비교하였으며, 침수범람은 한국국토정보공사의 침수흔적도를 활용하여 정성적인 검증을 수행하여, 본 연구의 유효성을 검토하였다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2020년도 학술발표회
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• pp.355-355
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• 2020

최근 쓰나미와 해일 등 이상기후에 의한 해수면 상승 등으로 인한 해안지역의 침수가 빈번해지고 있다. 태풍 매미의 경우, 피해규모는 인명피해 130명, 이재민 4089세대 10975명, 재산피해 4조 7810억원이며 침수피해는 규모는 주택 21,015동과 농경지 37,986ha으로 나타났다. 특히 이 태풍은 경남 사천시 부근 해안에 상륙할 때의 중심기압은 950hPa로 중심부근 최대풍속 40m/s 이었으며 풍속 15 m/s 이상으로로, 태풍의 강도는 [강], 크기는 [중형]이었음에도 그 피해는 과거에 비해 크게 나타났다. 내륙과는 달리 해일 등의 피해로 인한 해안지역의 침수피해 저감기법은 월파방지 파라펫 설치 또는 침수예상 지역의 지반고를 높이는 이외에는 확실한 대책이 없는 것이 특징이라 하겠다. 따라서 해안지역 침수예방은 월파방지 파라펫과 함께 인명피해 최소화를 위해서는 충분한 선행시간을 통한 대피안내와 가장 효율적인 대피경로를 제공하는 것이 최선이라 할 수 있다. 본 연구에서는 경남 창원지역의 해수면 상승으로 인한 해안지역 침수를 모의할 수 있는 2차원 부정류 프로그램을 개발하고 매미 당시 창원지역의 침수피해 결과와 비교하여 프로그램 모의 결과를 검증하였다. 해안을 따라 다양한 높이의 월파방지 파라펫을 모의하여 시간대별 대상지역의 침수규모를 시간대별로 예측하였다. 모의결과 월파방지 파라펫 규모 별 침수규모와 이에 따른 경제적 피해규모를 산정하였으며 경제성 원칙에 따른 최적의 파라펫 규모를 제시하였다. 또한 이때 시간대별 침수범위 예측 결과를 바탕으로 시간대별 등침수선을 제시하고 일정 시간대별 등침수선을 모의결과를 이용하여 산정하였다. 도로 경사와 대피자의 연령 등을 고려한 대피소요 시간을 산정하여 침수 소요 시간과 비교하여 대피가 가능한 대피경로를 제시하는 알고리즘을 제안하였다. 본 연구결과는 기존에 알려진 대피경로와는 달리 다양한 침수저감 기법규모에 따라 다양한 대피경로를 제안할 수 있었으며 이는 추후 다양한 대피 시나리오를 제시할 수 있는 기초자료를 제공할 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국항해항만학회:학술대회논문집
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• 한국항해항만학회 2016년도 춘계학술대회
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• pp.50-54
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• 2016

해양사고 원인규명 통합 분석 시뮬레이션 시스템은 해양사고가 발생하는 과정(선회)을 포함하여 충돌, 좌초, 접촉, 전복, 침수 및 침몰 등의 해양사고를 유체-구조 연성 해석기법의 고도 정밀 M&S 시스템을 사용하여 과학적으로 해양사고의 원인을 분석하고 사고의 손상과정을 체계적으로 재현할 수 있는 시스템이다. 해양사고는 육상과 공중에서 발생하는 자동차와 비행기 등의 충돌이나 추락사고와는 달리 공기의 밀도보다 천배의 물에서 발생하므로 물에서 부양되고, 운동하고, 선내에 물이 침수되고, 운항 중일 때 파도도 생성시키고, 두 물체가 근접할 경우에는 압력이 압착되고, 두 물체가 스쳐 지나거나 안벽이나 해저를 근접하여 운항할 경우에는 압력이 저하되는 등 물에서의 연성효과(interface effect)를 충분히 고려하여 재현할 수 있어야 정확하게 해양사고의 원인을 규명 및 분석할 수 있을 것이다. 또한 황천에서 발생하는 해양사고일 경우에는 강한 조루, 강풍 및 해일성 파도 등을 불규칙 스펙트럼을 사용하여 정확히 구현하여야 황천에서 발생하는 해양사고의 원인을 충분히 분석할 수 있을 것이다. 이러한 해양사고 통합 분석 시뮬레이션 시스템을 이용하여 과학적이고 정확한 해양사고의 원인규명 및 분석으로 심판의 획기적인 신뢰 구축과 심판 지연에 따른 사회적 비용을 최소화하고, 해양사고의 원인과 과실 책임, 나아가서 사고 재발방지 대책수립 등에도 활용하는데도 크게 기여할 것으로 사료된다.